DE102016113752A1

DE102016113752A1 - Sensor arrangement for a motor vehicle with an ultrasonic sensor and a power supply device having a planar transformer, driver assistance system and motor vehicle

Info

Publication number: DE102016113752A1
Application number: DE102016113752.9A
Authority: DE
Inventors: Paul-David Rostocki; Heinrich Gotzig
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2018-02-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung (9) für ein Kraftfahrzeug (1), mit zumindest einem Ultraschallsensor (4), welcher eine Membran (11) und ein Wandlerelement (12) zum Anregen der Membran (11) aufweist, und mit einer Spannungsversorgungsvorrichtung (10) zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung (U), wobei die Spannungsversorgungsvorrichtung (10) einen Transformator (17) aufweist, welcher mit dem Wandlerelement (12) elektrisch verbunden ist, und wobei der Transformator (17) eine erste Spule (18) und eine zweite Spule (19) aufweist, wobei die Spannungsversorgungsvorrichtung (10) eine Leiterplatte (26) mit einer ersten Leiterbahn (28) und einer zweiten Leiterbahn aufweist, wobei erste Leiterbahn (28) die erste Spule (18) bildet und die zweite Leiterbahn die zweite Spule (19) bildet.The invention relates to a sensor arrangement (9) for a motor vehicle (1), comprising at least one ultrasonic sensor (4) which has a diaphragm (11) and a transducer element (12) for exciting the diaphragm (11) and a power supply device (10 ) for providing a supply voltage (U), the power supply device (10) having a transformer (17) electrically connected to the transducer element (12), and wherein the transformer (17) comprises a first coil (18) and a second coil (19), wherein the power supply device (10) has a printed circuit board (26) with a first printed conductor (28) and a second printed conductor, wherein the first printed conductor (28) forms the first coil (18) and the second printed conductor forms the second coil ( 19).

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Ultraschallsensor, welcher eine Membran und ein Wandlerelement zum Anregen der Membran aufweist, und mit einer Spannungsversorgungsvorrichtung zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, wobei die Spannungsversorgungsvorrichtung einen Transformator aufweist, welcher mit dem Wandlerelement elektrisch verbunden ist, und wobei der Transformator eine erste Spule und eine zweite Spule aufweist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem mit einer solchen Sensoranordnung. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Fahrerassistenzsystem. The invention relates to a sensor arrangement for a motor vehicle, having at least one ultrasonic sensor, which has a diaphragm and a transducer element for exciting the diaphragm, and having a voltage supply device for providing a supply voltage, wherein the voltage supply device has a transformer, which is electrically connected to the transducer element, and wherein the transformer has a first coil and a second coil. Moreover, the present invention relates to a driver assistance system with such a sensor arrangement. Finally, the present invention relates to a motor vehicle with such a driver assistance system.

Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf Sensoranordnungen, welche zumindest einen Ultraschallsensor umfassen. Ultraschallsensoren sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Diese werden beispielsweise in Fahrerassistenzsystemen, insbesondere in sogenannten Parkhilfesystemen eingesetzt, um den Fahrer beim Einparken des Kraftfahrzeugs zu unterstützen. Die Ultraschallsensoren messen dabei die Abstände zwischen dem Kraftfahrzeug einerseits und den in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlichen Hindernissen andererseits. Mittels einer Membran wird ein Ultraschallsignal ausgesendet, welches dann von dem Hindernis in der Umgebung des Kraftfahrzeugs reflektiert wird und wieder zu dem Ultraschallsensor gelangt, und zwar in Form eines Echos. Dieses Ultraschallsignal wird mithilfe der Membran empfangen. Zum Aussenden des Ultraschallsignals wird die Membran mittels eines Wandlerelements beziehungsweise piezoelektrischen Elements angeregt. Wenn umgekehrt die Membran durch das empfangene Ultraschallsignal angeregt wird, erzeugt das ebenfalls angeregte Wandlerelement ein elektrisches Signal, welches im Hinblick auf die zu detektierenden Abstände ausgewertet werden kann. Dabei erfolgt die Abstandsmessung in Abhängigkeit von der Laufzeit des ausgesendeten Ultraschallsignals. The interest here is in particular directed to sensor arrangements which comprise at least one ultrasonic sensor. Ultrasonic sensors are already known from the prior art. These are used, for example, in driver assistance systems, in particular in so-called parking assistance systems, in order to assist the driver when parking the motor vehicle. The ultrasonic sensors measure the distances between the motor vehicle on the one hand and the obstacles located in the vicinity of the motor vehicle on the other hand. By means of a membrane, an ultrasonic signal is emitted, which is then reflected by the obstacle in the vicinity of the motor vehicle and returned to the ultrasonic sensor, in the form of an echo. This ultrasound signal is received by the membrane. To emit the ultrasonic signal, the membrane is excited by means of a transducer element or piezoelectric element. Conversely, if the membrane is excited by the received ultrasonic signal, the likewise excited transducer element generates an electrical signal which can be evaluated with regard to the distances to be detected. The distance measurement is carried out as a function of the transit time of the emitted ultrasonic signal.

Die Ultraschallsensoren, die aktuell im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt werden, werden üblicherweise mit einem 12 V-Bordnetz betrieben. Um mit dem Wandlerelement, das insbesondere aus einem piezoelektrischen Material gebildet ist, eine ausreichende Bewegungsamplitude zum Anregen der Membran zu erreichen, ist es erforderlich, dass das Wandlerelement mit einer vorbestimmten Versorgungsspannung betrieben wird. Diese vorbestimmte Versorgungsspannung kann beispielsweise im Bereich zwischen 50 V und 100 V liegen. Zum Bereitstellen dieser Versorgungsspannung weisen die Ultraschallsensoren üblicherweise einen Transformator auf, der die 12 V-Spannung auf die vorbestimmte Versorgungsspannung transformiert. Dadurch, dass der Ultraschallsensor den Transformator umfasst, benötigt dieser viel Bauraum, weist ein hohes Gewicht auf und ist zudem in der Herstellung teuer. Ferner ergeben sich durch die Verwendung des Transformators elektrisch unerwünschte Nebeneffekte. Beispielsweise schwingt das Wandlerelement und damit auch die Membran verhältnismäßig lange nach. The ultrasonic sensors that are currently used in the automotive sector are usually operated with a 12 V electrical system. In order to achieve with the transducer element, which is formed in particular of a piezoelectric material, a sufficient amplitude of movement for exciting the membrane, it is necessary that the transducer element is operated with a predetermined supply voltage. This predetermined supply voltage may be, for example, in the range between 50 V and 100 V. To provide this supply voltage, the ultrasonic sensors usually have a transformer which transforms the 12 V voltage to the predetermined supply voltage. The fact that the ultrasonic sensor comprises the transformer, this requires a lot of space, has a high weight and is also expensive to manufacture. Furthermore, the use of the transformer results in electrically undesirable side effects. For example, the transducer element and thus also the membrane oscillates for a relatively long time.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie eine Sensoranordnung der eingangs genannten Art, die zumindest einen Ultraschallsensor und eine Spannungsversorgungsvorrichtung umfasst, kostengünstiger und Bauraum sparender bereitgestellt werden kann. It is an object of the present invention to provide a solution as a sensor arrangement of the type mentioned, which comprises at least one ultrasonic sensor and a power supply device, cost and space can be provided sparingly.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sensoranordnung, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is achieved by a sensor arrangement, by a driver assistance system and by a motor vehicle with the features according to the respective independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einer Ausführungsform weist eine Sensoranordnung für ein Kraftfahrzeug zumindest einen Ultraschallsensor auf, welcher insbesondere eine Membran und ein Wandlerelement zum Anregen der Membran aufweist. Darüber hinaus umfasst die Sensoranordnung bevorzugt eine Spannungsversorgungsvorrichtung zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung, wobei die Spannungsversorgungsvorrichtung insbesondere einen Transformator aufweist, welcher mit dem Wandlerelement elektrisch verbunden ist und wobei der Transformator bevorzugt eine erste Spule und eine zweite Spule aufweist. Des Weiteren weist die Spannungsversorgungsvorrichtung insbesondere eine Leiterplatte mit einer ersten Leiterbahn und einer zweiten Leiterbahn auf, wobei die erste Leiterbahn bevorzugt die erste Spule bildet und die zweite Leiterbahn bevorzugt die zweite Spule bildet. According to one embodiment, a sensor arrangement for a motor vehicle has at least one ultrasonic sensor, which in particular has a diaphragm and a transducer element for exciting the diaphragm. In addition, the sensor arrangement preferably comprises a voltage supply device for providing a supply voltage, wherein the voltage supply device has in particular a transformer, which is electrically connected to the transducer element and wherein the transformer preferably has a first coil and a second coil. In addition, the power supply device has in particular a printed circuit board with a first printed conductor and a second printed conductor, wherein the first printed conductor preferably forms the first coil and the second printed conductor preferably forms the second coil.

Eine erfindungsgemäße Sensoranordnung für ein Kraftfahrzeug umfasst zumindest einen Ultraschallsensor, welcher eine Membran und ein Wandlerelement zum Anregen der Membran aufweist. Darüber hinaus weist die Sensoranordnung eine Spannungsversorgungsvorrichtung zum Bereitstellen einer Versorgungsspannung auf, wobei die Spannungsversorgungsvorrichtung einen Transformator aufweist, welcher mit dem Wandlerelement elektrisch verbunden ist, und wobei der Transformator eine erste Spule und eine zweite Spule aufweist. Die Spannungsversorgungsvorrichtung weist ferner eine Leiterplatte mit einer ersten Leiterbahn und einer zweiten Leiterbahn auf, wobei die erste Leiterbahn die erste Spule bildet und die zweite Leiterbahn die zweite Spule bildet. A sensor arrangement according to the invention for a motor vehicle comprises at least one ultrasonic sensor which has a diaphragm and a transducer element for exciting the diaphragm. In addition, the sensor arrangement has a voltage supply device for providing a supply voltage, wherein the voltage supply device has a transformer, which is electrically connected to the converter element, and wherein the transformer has a first coil and a second coil. The power supply device further comprises a printed circuit board having a first printed conductor and a second printed conductor, wherein the first printed conductor forms the first coil and the second printed conductor forms the second coil.

Die Sensoranordnung kann beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs sein, welches den Fahrer beim Einparken des Kraftfahrzeugs unterstützt. Die Sensoranordnung kann zumindest einen Ultraschallsensor umfassen, mit dem ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und einem Objekt bzw. einem Hindernis in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst werden kann. Hierzu kann mit dem Ultraschallsensor ein Ultraschallsignal ausgesendet werden. Ferner kann mit dem Ultraschallsensor das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal bzw. Echo empfangen werden. Anhand der Laufzeit zwischen dem Aussenden des Ultraschallsignals und dem Empfangen des von dem Objekt reflektierten Ultraschallsignals kann der Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt werden. Zum Aussenden des Ultraschallsignals wird die Membran des Ultraschallsensors mit dem Wandlerelement zu mechanischen Schwingungen angeregt. Das Wandlerelement kann insbesondere aus einem piezoelektrischen Material gefertigt sein. Dieses piezoelektrische Material verformt sich bei dem Anlegen einer elektrischen Spannung. Um eine Verformung des piezoelektrischen Materials zu erreichen, die zum Anregen der Membran ausreichend ist, ist es erforderlich, dass eine vorbestimmte elektrische Versorgungsspannung an dem Wandlerelement angelegt wird. Diese zeitlich veränderliche Versorgungsspannung wird mit der Spannungsversorgungsvorrichtung der Sensoranordnung bereitgestellt. Diese Spannungsversorgungsvorrichtung weist den Transformator auf, der wiederum zumindest zwei Spulen aufweist. Mithilfe des Transformators kann beispielsweise eine Eingangsspannung in eine Ausgangsspannung transformiert werden, welche im Vergleich zu der Eingangsspannung eine höhere Spannung bzw. Amplitude aufweist. The sensor arrangement can be part of a driver assistance system of a motor vehicle, for example, which assists the driver when parking the motor vehicle. The sensor arrangement may comprise at least one ultrasonic sensor with which a distance between the motor vehicle and an object or an obstacle in an environment of the motor vehicle can be detected. For this purpose, an ultrasonic signal can be transmitted with the ultrasonic sensor. Furthermore, the ultrasound sensor can be used to receive the ultrasound signal or echo reflected by the object. Based on the transit time between the emission of the ultrasound signal and the reception of the ultrasound signal reflected by the object, the distance between the motor vehicle and the object can be determined. To emit the ultrasonic signal, the membrane of the ultrasonic sensor is excited with the transducer element to mechanical vibrations. The transducer element may in particular be made of a piezoelectric material. This piezoelectric material deforms upon application of an electric voltage. In order to achieve deformation of the piezoelectric material sufficient to excite the diaphragm, it is necessary that a predetermined electrical supply voltage be applied to the transducer element. This time-varying supply voltage is provided with the voltage supply device of the sensor arrangement. This power supply device has the transformer, which in turn has at least two coils. By means of the transformer, for example, an input voltage can be transformed into an output voltage which has a higher voltage or amplitude compared to the input voltage.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Spannungsversorgungsvorrichtung eine Leiterplatte bzw. eine Platine aufweist. Auf dieser Leiterplatte sind die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn angeordnet. Dabei bildet die erste Leiterbahn die erste Spule und die zweite Leiterbahn bildet die zweite Spule des Transformators. Die erste und die zweite Leiterbahn können nach Art einer Planarspule bzw. Flachspule ausgebildet sein. Der Transformator kann insbesondere als sogenannter Planartransformator bzw. planarer Transformator ausgebildet sein. Die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn können jeweils eine Mehrzahl von Windungen aufweisen. Die erste und die zweite Leiterbahn sind insbesondere mittels einer bekannten Leiterplattentechnik hergestellt. Beispielsweise können die Leiterbahnen aus einem Metall, insbesondere Kupfer, gebildet sein. Dadurch, dass der Transformator zumindest teilweise durch die Leiterbahnen der Leiterplatte gebildet ist, kann dieser besonders Bauraum sparend ausgebildet werden. Darüber hinaus zeichnet sich Transformator durch eine kostengünstige Herstellung aus. According to an essential aspect of the present invention, it is provided that the power supply device has a printed circuit board or a circuit board. On this circuit board, the first conductor track and the second conductor track are arranged. In this case, the first conductor forms the first coil and the second conductor forms the second coil of the transformer. The first and the second conductor track may be designed in the manner of a planar coil or flat coil. The transformer can be designed in particular as a so-called planar transformer or planar transformer. The first track and the second track may each have a plurality of turns. The first and the second conductor track are produced in particular by means of a known printed circuit board technology. For example, the conductor tracks may be formed from a metal, in particular copper. The fact that the transformer is at least partially formed by the conductor tracks of the circuit board, this space can be designed to save space. In addition, transformer is characterized by a cost-effective production.

Bevorzugt weist die Spannungsversorgungsvorrichtung ein erstes Schaltelement zum Bereitstellen einer zeitlich veränderlichen Eingangsspannung an dem Transformator auf. Die Spannungsversorgungsvorrichtung kann einen Eingang aufweisen, an welchem eine Gleichspannung angelegt werden kann. Diese Gleichspannung kann beispielsweise von einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs oder einem elektrischen Energiespeicher, insbesondere einer Batterie, bereitgestellt werden. Bei der Gleichspannung, die am Eingang der Spannungsversorgungsvorrichtung angelegt werden kann, handelt es sich insbesondere um eine Niedervoltspannung, welche beispielsweise in einem Bereich zwischen 5 V und 16 V liegen kann. Um eine zeitlich veränderliche Eingangsspannung an dem Eingang des Transformators bereitzustellen, ist ferner das erste Schaltelement vorgesehen, mittels welchem die Gleichspannung an dem Eingang des Transformators geschaltet werden kann. Bei dem ersten Schaltelement kann es sich beispielsweise um einen Transistor handeln. Mithilfe des ersten Schaltelements kann die Gleichspannung am Eingang des Transformators so geschaltet werden, dass als die zeitlich veränderliche Eingangsspannung eine im Wesentlichen rechteckförmige Spannung bereitgestellt wird. Das erste Schaltelement kann beispielsweise mit einer Schaltfrequenz betrieben werden, die mehrere kHz, bevorzugt 1 MHz beträgt. Mithilfe des ersten Schaltelements kann auf einfache und effektive Weise die zeitlich veränderliche Eingangsspannung für den Transformator bereitgestellt werden. Zudem ermöglicht die Verwendung des ersten Schaltelements, das insbesondere als Transistor ausgebildet ist, eine Bauraum sparende Ausgestaltung der Spannungsversorgungsvorrichtung. Preferably, the power supply device has a first switching element for providing a time-varying input voltage to the transformer. The power supply device may have an input to which a DC voltage can be applied. This DC voltage can be provided for example by an electrical system of the motor vehicle or an electrical energy storage, in particular a battery. The DC voltage that can be applied to the input of the power supply device is, in particular, a low-voltage voltage, which may be in a range between 5 V and 16 V, for example. In order to provide a time-varying input voltage at the input of the transformer, the first switching element is further provided, by means of which the DC voltage can be switched at the input of the transformer. The first switching element may be, for example, a transistor. By means of the first switching element, the DC voltage at the input of the transformer can be switched so that a substantially rectangular voltage is provided as the time-varying input voltage. The first switching element can be operated, for example, with a switching frequency which is several kHz, preferably 1 MHz. By means of the first switching element can be provided in a simple and effective manner, the time-varying input voltage for the transformer. In addition, the use of the first switching element, which is designed in particular as a transistor, allows a space-saving design of the power supply device.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Spannungsversorgungsvorrichtung ein Gleichrichterelement zum Gleichrichten einer Ausgangsspannung des Transformators und eine Schalteinrichtung mit zumindest einem zweiten Schaltelement zum Erzeugen der Versorgungsspannung aus der mit dem Gleichrichterelement gleichgerichteten Ausgangsspannung auf. Mithilfe des Transformators kann die zeitlich veränderliche Eingangsspannung in die zeitlich veränderliche Ausgangsspannung transformiert werden. Dabei weist die Ausgangsspannung im Vergleich zu der Eingangsspannung eine höhere Amplitude bzw. Spannung auf. Mithilfe des Gleichrichterelements, das beispielsweise eine Diode umfassen kann, kann die zeitlich veränderliche Ausgangsspannung gleichgerichtet werden. Somit kann eine gleichgerichtete Spannung bereitgestellt werden, welche beispielsweise in einem Bereich zwischen 50 V und 100 V liegen kann. Des Weiteren weist die Spannungsversorgungsvorrichtung eine Schalteinrichtung auf, welche wiederum zumindest ein zweites Schaltelement umfasst. Bei dem zweiten Schaltelement kann es sich ebenfalls um einen Transistor handeln. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Schalteinrichtung zwei oder vier Schaltelemente aufweist, die beispielsweise zu einer Brückenschaltung verbunden sein können. Eine solche Brückenschaltung kann dann mit einer entsprechenden Logikeinheit angesteuert werden, sodass aus der gleichgerichteten Ausgangsspannung die Versorgungsspannung zum Ansteuern des Wandlerelements bereitgestellt werden kann. Die Versorgungsspannung kann ebenfalls eine zeitlich veränderliche Spannung sein, deren Frequenz in einem Bereich zwischen 30 kHz und 80 kHz liegen kann. Beispielsweise kann die Frequenz der zeitlich veränderlichen Versorgungsspannung im Bereich von 50 kHz liegen. Mithilfe der Versorgungsspannung kann das Wandlerelement bzw. das piezoelektrische Element in mechanische Schwingungen versetzt werden und somit die Membran, die mit dem Wandlerelement gekoppelt ist, zum Aussenden des Ultraschallsignals anregen. Durch die Verwendung der Schalteinrichtung zum Bereitstellen der Versorgungsspannung können kürzere Ausschwingzeiten des Ultraschallsensors bzw. der Membran dank der aktiven Ansteuerung des Wandlerelements erreicht werden. Des Weiteren kann durch die Schalteinrichtung auf einfache Weise die Möglichkeit bereitgestellt werden, dass das Ultraschallsignal entsprechend codiert wird. According to one embodiment, the voltage supply device has a rectifier element for rectifying an output voltage of the transformer and a switching device with at least one second switching element for generating the supply voltage from the rectified with the rectifier element output voltage. By means of the transformer, the time-varying input voltage can be transformed into the time-varying output voltage. In this case, the output voltage compared to the input voltage to a higher amplitude or voltage. By means of the rectifier element, which may for example comprise a diode, the time-varying output voltage can be rectified. Thus, a rectified voltage can be provided, which may for example be in a range between 50 V and 100 V. Furthermore, the power supply device has a Switching device, which in turn comprises at least a second switching element. The second switching element may likewise be a transistor. In this case, it is provided in particular that the switching device has two or four switching elements, which may be connected to a bridge circuit, for example. Such a bridge circuit can then be controlled with a corresponding logic unit, so that from the rectified output voltage, the supply voltage for driving the transducer element can be provided. The supply voltage may also be a time-varying voltage whose frequency may be in a range between 30 kHz and 80 kHz. For example, the frequency of the time-varying supply voltage may be in the range of 50 kHz. With the aid of the supply voltage, the transducer element or the piezoelectric element can be set into mechanical vibrations and thus excite the membrane, which is coupled to the transducer element, for emitting the ultrasonic signal. By using the switching device to provide the supply voltage, shorter settling times of the ultrasonic sensor or the membrane can be achieved thanks to the active control of the transducer element. Furthermore, the possibility can be provided by the switching device in a simple manner that the ultrasonic signal is encoded accordingly.

Bevorzugt ist das erste Schaltelement und/oder das zumindest eine zweite Schaltelement auf der Leiterplatte angeordnet. Wie bereits erläutert, können das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement als Transistoren ausgebildet sein. Das erste und/oder das zweite Schaltelement können zusätzlich zu den Leiterbahnen, welche die Spulen des Transformators bilden, auf der Leiterplatte angeordnet sein. Ferner können auf dieser Leiterplatte weitere Bauelemente angeordnet sein. Beispielsweise kann das Gleichrichterelement, welches eine Diode umfasst, auf der Leiterplatte angeordnet sein. Ferner kann das Gleichrichterelement einen Kondensator zum Glätten der gleichgerichteten Ausgangsspannung aufweisen, welcher ebenfalls auf der Leiterplatte angeordnet sein kann. Zudem kann eine Logikeinheit zum Ansteuern des ersten und des zumindest einen zweiten Schaltelements auf der Leiterplatte angeordnet sein. Damit können die Komponenten der Spannungsversorgungsvorrichtung auf der Leiterplatte Bauraum sparend und kostengünstig bereitgestellt werden. Preferably, the first switching element and / or the at least one second switching element is arranged on the printed circuit board. As already explained, the first switching element and / or the second switching element may be formed as transistors. The first and / or the second switching element may be arranged on the printed circuit board in addition to the conductor tracks, which form the coils of the transformer. Furthermore, further components can be arranged on this printed circuit board. For example, the rectifier element, which comprises a diode, may be arranged on the printed circuit board. Furthermore, the rectifier element may have a capacitor for smoothing the rectified output voltage, which may also be arranged on the printed circuit board. In addition, a logic unit for driving the first and the at least one second switching element can be arranged on the printed circuit board. Thus, the components of the power supply device can be provided on the circuit board space saving and cost.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Transformator einen Transformatorkern umfasst und die Leiterplatte zumindest eine Öffnung aufweist, wobei der Transformatorkern zumindest bereichsweise in der zumindest einen Öffnung der Leiterplatte angeordnet ist. Der Transformator kann einen Transformatorkern aufweisen, der beispielsweise durch einen Ferritkern gebildet ist. Beispielsweise kann der Transformatorkern zweiteilig ausgebildet sein. Dabei kann ein erster Teil des Transformatorkerns ausgehend von einer Oberseite an der Leiterplatte angeordnet werden und ein zweiter Teil des Transformatorkerns kann ausgehend von einer Unterseite an der Leiterplatte angeordnet werden. Zumindest ein Bereich des Transformatorkerns kann sich durch eine Öffnung der Leiterplatte hindurch erstrecken. Es können auch mehrere Öffnungen in der Leiterplatte vorgesehen sein, durch welche sich jeweilige Bereiche des Transformatorkerns hindurch erstrecken. Der Transformatorkern kann beispielsweise mit der Leiterplatte verklebt werden. Wenn der Transformatorkern mehrteilig ausgebildet ist, können die einzelnen Teile des Transformatorkerns miteinander verklebt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die einzelnen Teile des Transformatorkerns an einem entsprechenden Halteelement miteinander verbunden werden. Auf diese Weise kann der Transformator bauraumsparend ausgebildet werden. Furthermore, it is advantageous if the transformer comprises a transformer core and the printed circuit board has at least one opening, wherein the transformer core is arranged at least partially in the at least one opening of the printed circuit board. The transformer may include a transformer core formed by, for example, a ferrite core. For example, the transformer core may be formed in two parts. In this case, a first part of the transformer core can be arranged starting from an upper side on the printed circuit board, and a second part of the transformer core can be arranged starting from a lower side on the printed circuit board. At least a portion of the transformer core may extend through an opening in the circuit board. Also, a plurality of openings may be provided in the circuit board through which respective portions of the transformer core extend. The transformer core can be glued to the printed circuit board, for example. If the transformer core is designed in several parts, the individual parts of the transformer core can be glued together. It can also be provided that the individual parts of the transformer core are connected to one another at a corresponding holding element. In this way, the transformer can be designed to save space.

Gemäß einer Ausführungsform umgibt die erste Spule und/oder die zweite Spule den Transformatorkern zumindest bereichsweise. Der Transformatorkern kann beispielsweise eine runde Querschnittsfläche aufweisen bzw. zylinderförmig ausgebildet sein. Die erste Spule und/oder die zweite Spule können dann ebenfalls rund ausgebildet sein und den Transformatorkern umgeben. Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass der Transformatorkern einen rechteckigen Querschnitt aufweist und die Spulen entsprechend an die Form des Transformatorkerns angepasst sind. According to one embodiment, the first coil and / or the second coil at least partially surrounds the transformer core. The transformer core may, for example, have a round cross-sectional area or be cylindrical. The first coil and / or the second coil can then likewise be round and surround the transformer core. In principle, it can also be provided that the transformer core has a rectangular cross-section and the coils are adapted to the shape of the transformer core accordingly.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform umgibt der Transformatorkern die erste Spule und/oder die zweite Spule zumindest bereichsweise. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Transformatorkern einen ersten Bereich aufweist, welcher von der ersten Spule und/oder der zweiten Spule umgeben ist und dass der Transformatorkern einen zweiten Bereich aufweist, welcher die erste Spule und/oder die zweite Spule zumindest bereichsweise umgibt. Dies ermöglicht einen effizienten Betrieb des Transformators. According to an alternative embodiment, the transformer core surrounds the first coil and / or the second coil at least in regions. It can also be provided that the transformer core has a first region, which is surrounded by the first coil and / or the second coil, and that the transformer core has a second region, which surrounds the first coil and / or the second coil at least in regions. This allows efficient operation of the transformer.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die erste Leiterbahn auf einer Oberseite der Leiterplatte angeordnet und die zweite Leiterbahn ist auf einer Rückseite der Leiterplatte angeordnet. Bei der Herstellung der Leiterplatte kann auf der Vorderseite die erste Leiterbahn hergestellt werden und auf der Rückseite die zweite Leiterbahn hergestellt werden. Die jeweiligen Leiterbahnen können beispielsweise durch ein entsprechendes Ätzverfahren oder Fräsverfahren hergestellt werden. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Fertigung der Leiterbahn. According to a further embodiment, the first printed conductor is arranged on an upper side of the printed circuit board and the second printed conductor is arranged on a rear side of the printed circuit board. In the manufacture of the printed circuit board, the first printed conductor can be produced on the front side and the second printed conductor can be produced on the rear side. The respective conductor tracks can be produced, for example, by a corresponding etching method or milling method. This allows a simple and cost-effective production of the conductor track.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist die Leiterplatte mehrere Schichten auf und die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn sind in verschiedenen Schichten der Leiterplatte angeordnet. Mit anderen Worten kann die Leiterplatte als Multilayer-Leiterplatte aus gebildet sein. Dabei sind die einzelnen Leiterbahnen in unterschiedlichen Schichten bzw. Lagen der Leiterplatte angeordnet. Grundsätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass der Transformator mehrere Spulen bzw. Leiterbahnen aufweist die in unterschiedlichen Schichten der Leiterplatte angeordnet sind. According to a further embodiment, the printed circuit board has a plurality of layers, and the first printed conductor and the second printed conductor are arranged in different layers of the printed circuit board. In other words, the circuit board may be formed as a multilayer printed circuit board. The individual interconnects are arranged in different layers or layers of the circuit board. In principle, it can also be provided that the transformer has a plurality of coils or conductor tracks which are arranged in different layers of the printed circuit board.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn zumindest bereichsweise nebeneinander angeordnet. Beispielsweise können sowohl die erste Leiterbahn als auch die zweite Leiterbahn auf der Oberseite der Leiterplatte oder sowohl die erste Leiterbahn als auch die zweite Leiterbahn auf der Unterseite der Leiterplatte angeordnet sein. Wenn die Leiterplatte mehrschichtig ausgebildet ist, können die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn in der gleichen Schicht angeordnet sein. Die erste Leiterbahn und die zweite Leiterbahn können nebeneinander oder auch zumindest bereichsweise ineinander angeordnet sein. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung der Spulen des Transformators. According to a further embodiment, the first conductor track and the second conductor track are arranged next to each other at least in regions. For example, both the first printed conductor and the second printed conductor can be arranged on the upper side of the printed circuit board or both the first printed conductor and the second printed conductor can be arranged on the underside of the printed circuit board. If the printed circuit board is multilayered, the first printed conductor and the second printed conductor can be arranged in the same layer. The first conductor track and the second conductor track can be arranged next to one another or at least in regions one inside the other. This allows a cost-effective production of the coils of the transformer.

In einer Ausführungsform sind die Leiterplatte und der Transformator Teil eines Steuergeräts des Kraftfahrzeugs. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Spannungsversorgungsvorrichtung Teil des Steuergeräts des Kraftfahrzeugs ist. Es kann also vorgesehen sein, dass ein elektronisches Steuergerät (ECU – Electronic Control Unit) des Kraftfahrzeugs die Spannungsversorgungsvorrichtung der Sensoranordnung bildet. Dieses Steuergerät kann ebenfalls eine entsprechende Recheneinheit aufweisen, mittels welcher die Signale der Ultraschallsensoren ausgewertet werden können. In one embodiment, the printed circuit board and the transformer are part of a control unit of the motor vehicle. It can also be provided that the power supply device is part of the control unit of the motor vehicle. It can therefore be provided that an electronic control unit (ECU - Electronic Control Unit) of the motor vehicle forms the power supply device of the sensor arrangement. This control unit can also have a corresponding arithmetic unit, by means of which the signals of the ultrasonic sensors can be evaluated.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung sind die Leiterplatte und der Transformator in einem separaten Gehäuse angeordnet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Spannungsversorgungsvorrichtung in einem separaten Gehäuse angeordnet ist. Somit wird die Spannungsversorgungsvorrichtung, welche die Leiterplatte, die Leiterbahnen für die Spulen des Transformators und die übrigen elektronischen Bauteile der Spannungsversorgungsvorrichtung umfasst, nach Art eines Schalterregers bereitgestellt. According to a further embodiment, the printed circuit board and the transformer are arranged in a separate housing. It can also be provided that the power supply device is arranged in a separate housing. Thus, the power supply device comprising the printed circuit board, the tracks for the coils of the transformer and the other electronic components of the power supply device is provided in the manner of a switch exciter.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Sensoranordnung eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweist, wobei jeder der Ultraschallsensoren elektrisch mit der Spannungsversorgungsvorrichtung verbunden ist. Die Sensoranordnung kann eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweisen, die beispielsweise verteilt an dem Kraftfahrzeug angeordnet werden können. Dabei ist jeder Ultraschallsensoren elektrisch mit der Spannungsversorgungsvorrichtung verbunden. Somit kann mit einer einzigen Spannungsversorgungsvorrichtung die erforderliche vorbestimmte Versorgungsspannung zum Betrieb der jeweiligen Wandlerelemente beziehungsweise piezoelektrischen Elemente der Ultraschallsensoren bereitgestellt werden. Somit ergibt sich eine besonders Bauraum sparende und kostengünstige Sensoranordnung. Furthermore, it is advantageous if the sensor arrangement has a plurality of ultrasonic sensors, wherein each of the ultrasonic sensors is electrically connected to the voltage supply device. The sensor arrangement may comprise a plurality of ultrasonic sensors, which may be arranged distributed to the motor vehicle, for example. In this case, each ultrasonic sensor is electrically connected to the power supply device. Thus, with a single power supply device, the required predetermined supply voltage can be provided for operating the respective transducer elements or piezoelectric elements of the ultrasonic sensors. This results in a particularly space-saving and cost-effective sensor arrangement.

Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug umfasst eine erfindungsgemäße Sensoranordnung. Das Fahrerassistenzsystem kann beispielsweise als sogenanntes Parkhilfesystem ausgebildet sein, mit dem der Fahrer beim Einparken des Kraftfahrzeugs unterstützt werden kann. An inventive driver assistance system for a motor vehicle comprises a sensor arrangement according to the invention. The driver assistance system can be designed, for example, as a so-called parking aid system with which the driver can be assisted when parking the motor vehicle.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet. A motor vehicle according to the invention comprises a driver assistance system according to the invention. The motor vehicle is designed in particular as a passenger car.

Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Sensoranordnung vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem sowie das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug. The preferred embodiments presented with reference to the sensor arrangement according to the invention and their advantages apply correspondingly to the driver assistance system according to the invention and to the motor vehicle according to the invention.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen. Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. The features and feature combinations mentioned above in the description, as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures, can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the frame to leave the invention. Thus, embodiments of the invention are to be regarded as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the figures, but which emerge and can be produced by separated combinations of features from the embodiments explained. Embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which thus do not have all the features of an originally formulated independent claim. Moreover, embodiments and combinations of features, in particular by the embodiments set out above, are to be regarded as disclosed, which go beyond or deviate from the combinations of features set out in the back references of the claims.

Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. The invention will now be described with reference to preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.

Dabei zeigen: Showing:

1 ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welches ein Fahrerassistenzsystem mit einer Sensoranordnung umfasst; 1 a motor vehicle according to an embodiment of the present invention, which comprises a driver assistance system with a sensor arrangement;

2 eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung gemäß dem Stand der Technik; 2 a schematic representation of a sensor arrangement according to the prior art;

3 eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 3 a schematic representation of a sensor arrangement according to an embodiment of the present invention; and

4 einen Transformator einer Spannungsversorgungsvorrichtung der Sensoranordnung. 4 a transformer of a power supply device of the sensor arrangement.

In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Fall als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 2. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst wiederum ein Steuergerät 3, das beispielsweise ein elektronisches Steuergerät (ECU – Electronic Control Unit) des Kraftfahrzeugs 1 sein kann. Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem 2 eine Sensoranordnung 9, die zumindest einen Ultraschallsensor 4 umfasst. 1 shows a motor vehicle 1 according to an embodiment of the present invention. The car 1 is designed in the present case as a passenger car. The car 1 includes a driver assistance system 2 , The driver assistance system 2 in turn comprises a control unit 3 , for example, an electronic control unit (ECU - Electronic Control Unit) of the motor vehicle 1 can be. In addition, the driver assistance system includes 2 a sensor arrangement 9 comprising at least one ultrasonic sensor 4 includes.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Sensoranordnung 9 acht Ultraschallsensoren 4. Dabei sind vier Ultraschallsensoren 4 in einem Frontbereich 5 des Kraftfahrzeugs 1 und vier Ultraschallsensoren 4 in einem Heckbereich 6 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Ultraschallsensoren 4 sind insbesondere dazu ausgebildet, ein Objekt 8 beziehungsweise ein Hindernis in einer Umgebung 7 des Kraftfahrzeugs 1 zu erfassen. Des Weiteren sind die Ultraschallsensoren 4 insbesondere dazu ausgelegt, einen Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 8 zu bestimmen. Das Steuergerät 3 ist mit den Ultraschallsensoren 4 zur Datenübertragung verbunden. Entsprechende Datenleitungen sind vorliegend der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. In the present embodiment, the sensor arrangement comprises 9 eight ultrasonic sensors 4 , There are four ultrasonic sensors 4 in a front area 5 of the motor vehicle 1 and four ultrasonic sensors 4 in a rear area 6 of the motor vehicle 1 arranged. The ultrasonic sensors 4 are especially designed to be an object 8th or an obstacle in an environment 7 of the motor vehicle 1 capture. Furthermore, the ultrasonic sensors 4 in particular adapted to a distance between the motor vehicle 1 and the object 8th to determine. The control unit 3 is with the ultrasonic sensors 4 connected to the data transmission. Corresponding data lines are not shown here for the sake of clarity.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung 9 gemäß dem Stand der Technik. Die Sensoranordnung 9 umfasst den Ultraschallsensor 4 sowie eine Spannungsversorgungsvorrichtung 10. Der Ultraschallsensor 4 umfasst eine Membran 11, die vorliegend nur schematisch dargestellt ist. Die Membran 11 kann beispielsweise topfförmig ausgebildet sein und aus Aluminium gefertigt sein. Darüber hinaus umfasst der Ultraschallsensor 4 ein Wandlerelement 12, das mit der Membran 11 stoffschlüssig verbunden sein kann. Das Wandlerelement 12 kann insbesondere aus einem piezoelektrischen Material gebildet sein. Die Spannungsversorgungsvorrichtung 10 umfasst eine Spannungsquelle 13, die beispielsweise durch einen 12 V-Energiespeicher oder durch ein 12 V-Bordnetz des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein kann. Darüber hinaus umfasst die Sensoranordnung 9 eine Schalteinrichtung 14, die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei zweite Schaltelemente 15 umfasst, die als Transistoren ausgebildet sind. Die zweiten Schaltelemente 15 sind jeweils mit einer Logikeinheit 16 verbunden, mit denen die zweiten Schaltelemente 15 angesteuert werden können. Insbesondere ist die Logikeinheit 16 jeweils mit einem Steueranschluss, beispielsweise einem Gate-Anschluss, des zweite Schaltelements 15 verbunden. 2 shows a schematic representation of a sensor arrangement 9 according to the prior art. The sensor arrangement 9 includes the ultrasonic sensor 4 and a power supply device 10 , The ultrasonic sensor 4 includes a membrane 11 , which is shown here only schematically. The membrane 11 may for example be cup-shaped and made of aluminum. In addition, the ultrasonic sensor includes 4 a transducer element 12 that with the membrane 11 can be connected cohesively. The transducer element 12 may be formed in particular of a piezoelectric material. The power supply device 10 includes a voltage source 13 , for example, by a 12 V energy storage or by a 12 V electrical system of the motor vehicle 1 can be formed. In addition, the sensor arrangement includes 9 a switching device 14 in the present embodiment, two second switching elements 15 includes, which are formed as transistors. The second switching elements 15 are each with a logic unit 16 connected, with which the second switching elements 15 can be controlled. In particular, the logic unit 16 each with a control terminal, such as a gate terminal, of the second switching element 15 connected.

Um die Membran 11 zu mechanischen Schwingungen zum Aussenden des Ultraschallsignals anzuregen, ist es erforderlich, das Wandlerelement 12 mit einer vorbestimmten Versorgungsspannung U anzusteuern. Diese Versorgungsspannung U kann beispielsweise im Bereich zwischen 50 und 100 V liegen. Zum Bereitstellen der vorbestimmten Versorgungsspannung U ist ein Transformator 17 vorgesehen, mit dem die 12 V-Spannung, die mit der Spannungsquelle 13 bereitgestellt wird, auf die erforderliche Versorgungsspannung U transformiert wird. Der Transformator 17 weist eine erste Spule 18, eine zweite Spule 19 und einen Transformatorkern 20 auf. Der Transformator 17 ist ferner mit der Schalteinrichtung 14 verbunden. Dies ermöglicht, dass als die vorbestimmte Versorgungsspannung U eine zeitlich veränderliche Spannung bereitgestellt wird. Somit kann die Membran 11 mittels des Wandlerelements 12 so angeregt werden, dass diese das Ultraschallsignal aussendet. Bei der Sensoranordnung 9 gemäß 2 weist der Transformator 17 eine große Baugröße und ein hohes Gewicht auf. To the membrane 11 to excite mechanical vibrations to emit the ultrasonic signal, it is necessary, the transducer element 12 to drive with a predetermined supply voltage U. This supply voltage U may be, for example, in the range between 50 and 100 V. To provide the predetermined supply voltage U is a transformer 17 provided with the 12 V voltage, which is connected to the voltage source 13 is provided is transformed to the required supply voltage U. The transformer 17 has a first coil 18 , a second coil 19 and a transformer core 20 on. The transformer 17 is also with the switching device 14 connected. This allows a time-varying voltage to be provided as the predetermined supply voltage U. Thus, the membrane 11 by means of the transducer element 12 be stimulated so that this emits the ultrasonic signal. In the sensor arrangement 9 according to 2 points the transformer 17 a large size and a high weight.

3 zeigt eine Sensoranordnung 9 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hier weist die Spannungsversorgungsvorrichtung 10 einen Eingang 21 auf, an welchem die Gleichspannung angelegt werden kann. Dabei ist die erste Spule 18 des Transformators 17 mit einem ersten Schaltelement 22 verbunden. Das erste Schaltelement 22 ist vorliegend als Transistor ausgebildet. Das erste Schaltelement 22 ist ferner mit der Logikeinheit 16 verbunden, mittels welcher ein Steuersignal zum Steuern des ersten Schaltelements 22 bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann das erste Schaltelement 22 mit einer Schaltfrequenz angeregt werden, welche 1 MHz beträgt. Mithilfe des ersten Schaltelements 22 kann an einem Eingang des Transformators 17 bzw. an der ersten Spule 18 die zeitlich veränderliche Eingangsspannung Ue bereitgestellt werden. Wenn diese Eingangsspannung Ue an dem Transistor 17 angelegt wird, ergibt sich am Ausgang bzw. an der zweiten Spule 19 des Transformators 17 die Ausgangsspannung Ua. Darüber hinaus weist die Spannungsversorgungsvorrichtung 10 ein Gleichrichterelement 23 auf, welches eine Diode 24 umfasst. Mithilfe des Gleichrichterelements 23 bzw. der Diode 24 kann die Ausgangsspannung Ua gleichgerichtet werden. Somit ergibt sich am Ausgang des Gleichrichterelements 23 die gleichgerichtete Ausgangsspannung Ug. Das Gleichrichterelement 23 weist ferner einen Kondensator 25 zum Glätten der gleichgerichteten Ausgangsspannung Ug auf. 3 shows a sensor arrangement 9 according to an embodiment of the present invention. Here, the power supply device 10 an entrance 21 on, on which the DC voltage can be applied. Here is the first coil 18 of the transformer 17 with a first switching element 22 connected. The first switching element 22 is presently designed as a transistor. The first switching element 22 is also with the logic unit 16 connected by means of which a control signal for controlling the first switching element 22 can be provided. For example, the first switching element 22 be excited with a switching frequency which is 1 MHz. Using the first switching element 22 can be connected to an input of the transformer 17 or on the first coil 18 the time-varying input voltage Ue be provided. When this input voltage Ue to the transistor 17 is applied, results at the output or on the second coil 19 of the transformer 17 the output voltage Ua. In addition, the power supply device has 10 a rectifier element 23 on which a diode 24 includes. Using the rectifier element 23 or the diode 24 the output voltage Ua can be rectified. This results at the output of the rectifier element 23 the rectified output voltage Ug. The rectifier element 23 also has a capacitor 25 for smoothing the rectified output voltage Ug.

Vorliegend weist die Schalteinrichtung 14 vier zweite Schaltelemente 15 bzw. Transistoren auf. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass die Schalteinrichtung 14 einen oder zwei zweite Schaltelemente aufweist. Die zweiten Schaltelemente 15 sind ebenfalls mit der Logikeinheit 16 zum Ansteuern der jeweiligen zweiten Schaltelemente 15 verbunden. Mittels der Schalteinrichtung 14 kann aus der gleichgerichteten Ausgangsspannung Ug die vorbestimmte Versorgungsspannung U zum Betreiben des Wandlerelements 12 bereitgestellt werden. Die Versorgungsspannung U kann beispielsweise in einem Frequenzbereich zwischen 30 kHz und 80 kHz, insbesondere 50 kHz betragen. In the present case, the switching device 14 four second switching elements 15 or transistors on. It can also be provided that the switching device 14 Having one or two second switching elements. The second switching elements 15 are also with the logic unit 16 for driving the respective second switching elements 15 connected. By means of the switching device 14 can from the rectified output voltage Ug, the predetermined supply voltage U for operating the transducer element 12 to be provided. The supply voltage U may be, for example, in a frequency range between 30 kHz and 80 kHz, in particular 50 kHz.

4 zeigt den Transformator 17 in einer Perspektivansicht. Dabei ist der Transformator 17 als Planartransformator ausgebildet. 4 zeigt eine Leiterplatte 26 der Spannungsversorgungsvorrichtung 10 auf deren Oberseite 27 eine erste Leiterbahn 28 angeordnet ist. Diese erste Leiterbahn 28 bildet die erste Spule 18 des Transformators 17. Auf einer Rückseite 29 der Leiterplatte 26 ist eine vorliegend nicht zu erkennende zweite Leiterbahn angeordnet, welche die zweite Spule 19 des Transformators 17 bildet. Der Transformatorkern 20 ist vorliegend durch einen Ferritkern gebildet, der einen ersten Teil 30 und einen zweiten Teil 31 aufweist. Die beiden Teile 30 und 31 können mit einem Halteelement 33 miteinander verbunden werden. Die Leiterplatte 26 weist vorliegend drei Öffnungen 32 auf, durch welche der Ferritkern bzw. der Transformatorkern 20 zumindest bereichsweise geführt ist. 4 shows the transformer 17 in a perspective view. Here is the transformer 17 designed as a planar transformer. 4 shows a circuit board 26 the power supply device 10 on top of it 27 a first trace 28 is arranged. This first track 28 forms the first coil 18 of the transformer 17 , On a back 29 the circuit board 26 a present not to be recognized second conductor is arranged, which the second coil 19 of the transformer 17 forms. The transformer core 20 is in this case formed by a ferrite core, which is a first part 30 and a second part 31 having. The two parts 30 and 31 can with a holding element 33 be connected to each other. The circuit board 26 has three openings in the present case 32 on, through which the ferrite core or the transformer core 20 at least in some areas.

Durch die Ausgestaltung des Transformators 17 als Planartransformator kann eine Bauraum sparende Spannungsversorgungsvorrichtung 10 bereitgestellt werden. Dabei kann es zudem vorgesehen sein, dass das erste Schaltelement 22 sowie die zweiten Schaltelemente 15 auf der Leiterplatte 26 angeordnet sind. Zudem können die Diode 24 und der Kondensator 25 des Gleichrichterelements 23 auf der Leiterplatte 26 angeordnet sein. Due to the design of the transformer 17 as a planar transformer, a space-saving power supply device 10 to be provided. It may also be provided that the first switching element 22 and the second switching elements 15 on the circuit board 26 are arranged. In addition, the diode can 24 and the capacitor 25 of the rectifier element 23 on the circuit board 26 be arranged.

Claims

Sensor arrangement ( 9 ) for a motor vehicle ( 1 ), with at least one ultrasonic sensor ( 4 ), which is a membrane ( 11 ) and a transducer element ( 12 ) for exciting the membrane ( 11 ), and with a power supply device ( 10 ) for providing a supply voltage (U), wherein the power supply device ( 10 ) a transformer ( 17 ), which is connected to the transducer element ( 12 ) is electrically connected, and wherein the transformer ( 17 ) a first coil ( 18 ) and a second coil ( 19 ), characterized in that the power supply device ( 10 ) a printed circuit board ( 26 ) with a first conductor track ( 28 ) and a second interconnect, wherein first interconnect ( 28 ) the first coil ( 18 ) and the second trace the second coil ( 19 ).

Sensor arrangement ( 9 ) according to claim 1, characterized in that the power supply device ( 10 ) a first switching element ( 22 ) for providing a time-varying input voltage (Ue) to the transformer ( 17 ) having.

Sensor arrangement ( 9 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the power supply device ( 10 ) a rectifier element ( 23 ) for rectifying an output voltage (Ua) of the transformer ( 17 ) and a switching device ( 14 ) with at least one second switching element ( 15 ) for generating the supply voltage (U) from that with the rectifier element ( 23 ) has rectified output voltage (Ug).

Sensor arrangement ( 9 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the first switching element ( 22 ) and / or the at least one second switching element ( 15 ) on the printed circuit board ( 26 ) is arranged.

Sensor arrangement ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the transformer ( 17 ) a transformer core ( 20 ) and the printed circuit board ( 26 ) at least one opening ( 32 ), wherein the transformer core ( 20 ) at least partially in the at least one opening ( 32 ) of the printed circuit board ( 26 ) is arranged.

Sensor arrangement ( 9 ) according to claim 5, characterized in that the first coil ( 18 ) and / or the second coil ( 19 ) the transformer core ( 20 ) at least partially surrounds.

Sensor arrangement ( 9 ) according to claim 5, characterized in that the transformer core ( 20 ) the first coil ( 18 ) and / or the second coil ( 19 ) at least partially surrounds.

Sensor arrangement ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first conductor track ( 28 ) on a top side ( 27 ) of the Printed circuit board ( 26 ) is arranged and the second conductor on a back side ( 29 ) of the printed circuit board ( 26 ) is arranged.

Sensor arrangement ( 9 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the printed circuit board ( 26 ) has several layers and the first conductor track ( 28 ) and the second trace in different layers of the printed circuit board ( 26 ) are arranged.

Sensor arrangement ( 9 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the first conductor track ( 28 ) and the second conductor are at least partially arranged side by side.

Sensor arrangement ( 9 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board ( 26 ) and the transformer ( 17 ) Part of a control unit ( 3 ) of the motor vehicle ( 1 ) are.

Sensor arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the printed circuit board ( 26 ) and the transformer ( 17 ) are arranged in a separate housing.

Driver assistance system ( 2 ) for a motor vehicle ( 1 ) with a sensor arrangement ( 9 ) according to any one of the preceding claims.

Motor vehicle ( 1 ) with a driver assistance system ( 2 ) according to claim 13.